عن خريطة الموقع |

مواد السيراميك زركونيا

الزركونيا هو أكسيد بلوري أبيض يتكون من الزركونيوم (زر) والأكسجين (يا), مع الصيغة الكيميائية ZrO₂. يوجد الزركونيا النقي في ثلاث مراحل بلورية عند درجات حرارة مختلفة: أحادي الميل (م-ZrO₂), رباعي الزوايا (تي-ZrO₂), ومكعب (ج-ZrO₂).

The transition from the tetragonal to the monoclinic phase is followed by a volume increase by about 3-5% which could cause cracks in ceramics when they cool. To address this issue stabilizers (such as yttrium oxide AND₂OR₃, magnesium oxide MgO calcium oxide CaO and so on.) are usually used to stabilize high-temperature crystals, which results in the “تشديد مرحلة التحول” mechanism and significantly increasing the strength of fractures of the material.

زركونيا (زرو₂) ceramics due to their outstanding mechanical properties and distinctive physical and chemical properties, hold an essential place in the field of advanced ceramics. They are also known in the industry as “فولاذ سيراميك,” it is extensively utilized in high-tech areas like aerospace, biomedicine electronic and communications as well as precision machinery which makes it one of the essential materials used in modern manufacturing.

سيراميك زركونيا

Crystalline Forms of Zirconia

زركونيا(زرو₂) widely known in the industry as “فولاذ سيراميك” in the advanced material industry and has its outstanding durability, mechanical strength and thermal stability as well as the resistance against wear to its distinctive polymorphic character. In contrast to other single-phase technical clays zirconia is found in three distinct allotropic crystal structures (phases) according to temperature and chemical conditions:
  • الهيكل البلوري: ينتمي إلى المجموعة الفضائية P2₁/c, يُظهر تناسقًا منخفضًا نسبيًا في البنية البلورية وترتيبًا ذريًا فضفاضًا نسبيًا. تحتوي خلية الوحدة على تناظر أحادي الميل.
  • ظروف الاستقرار:تحت درجة الحرارة والضغط العاديين, يوجد ثاني أكسيد الزركونيوم في المرحلة أحادية الميل, وهي المرحلة المستقرة لثاني أكسيد الزركونيوم في درجة حرارة الغرفة.
  • الخصائص الفيزيائية:الكثافة تقريبًا 5.65-5.68 جم/سم3, ولها صلابة منخفضة نسبيا. الهيكل البلوري عرضة للتشوه تحت الضغط.
  • الهيكل البلوري:A member to the P4₂/nmc group of space and has a tetragonal cell, and an ordered and regular arrangement of atoms, with the highest symmetry of crystals.
  • ظروف الاستقرار:As the temperature increases to about 1150℃, monoclinic Zirconia undergoes an elongation phase, which transforms into the Tetragonal phase. The Tetragonal phase is stable over the temperature range between 1150℃-2370℃.
  • الخصائص الفيزيائية:The density is around 6.10 جم/سم3, and the hardness and strength are enhanced when compared to monoclinic. The crystal structure has good stability at high temperatures .
  • الهيكل البلوري:a member to the Fm3m space group and has an ideal cubic unit cell, and an extremely symmetrical arrangement of particles, making this the most homogeneous phase of zirconium dioxide crystals.
  • ظروف الاستقرار:If the temperature increases to 2370℃, the tetragonal portion of zirconium dioxide transforms to the cubic phase. It is stable over the range2370℃-2715℃ (melting the point).
  • ملكيات: It has a density of about 6.27 جم/سم3, and has the highest strength, hardness and thermal stability in addition, its structure shows outstanding performance even at temperatures of high.

These three crystalline forms of zirconia sort of change into one another based on various temperatures and chemical surroundings, and what they’re used for, change a lot too, depending on the actual crystal structure. If you tune the temperature , include stabilizers, and use a few other techniques then the zirconia crystal framework can be tweaked so it fits the task requirements of different fields.

الأشكال المتعددة للزركونيا
Crystal structure model diagram of Zirconia
الهياكل البلورية الثلاثة للزركونيا وتحولاتها.
الهياكل البلورية الثلاثة للزركونيا وتحولاتها.

Zirconia Ceramic Core Performance and Advantages

Zirconia ceramics have extremely high hardness and strength, along with exceptional fracture toughness which is superior to other ceramics. The toughness of this material is due to its unique phase change and toughening mechanism. When cracks development, tetragonal zirconia particles change into monoclinic particles when stressed, absorbing the energy of cracks and hindering further crack expansion.
ملكية
القيمة النموذجية
وحدة
ملاحظات
كثافة
5.85 – 6.05
جم/سم3
كثافة عالية
صلابة فيكرز
1200 – 1400
الجهد العالي
مقاومة التآكل ممتازة
قوة العاطفة
900 – 1200
MPa
قدرة تحمل عالية
صلابة الكسر
8 – 12
ميجاباسكال·م^1/2
السمة الرئيسية ل “فولاذ سيراميك”
معامل مرن
200 – 220
المعدل التراكمي
صلابة جيدة

Beyond the mechanical properties, zirconia ceramics have remarkable physicochemical stability.

  1. High Temperature Resistant:The melting point can be as high as 2715℃. Stable operation in high temperature environments.
  2. The resistance to corrosion:A strong resistance to chemical substances like acids, القلويات, as well as salts that are suitable for extreme environmental conditions.
  3. الموصلية الحرارية: The thermal conductivity can be as low as a mere 2-3 ث/(mK) This makes it an excellent thermal insulation.
  4. The Thermal Expansion Coefficient: تقريبًا 10.5 × 10⁻⁶/ك, very close the metallic material (e.g. فُولاَذ) and facilitating the bonding of composites and bonding with metallic materials.
  5. Biocompatibility:The material is non-toxic and non-irritating, it has good biocompatibility with human tissues, making it a perfect biomedical substance.

Zirconia Ceramic Properties Table

ملكية

وحدة

Z-100

Z-200

Z-300

ZM-100

زب-100

تكوين المواد

ZrO₂-Y₂O₃

ZrO₂-Y₂O₃

ZrO₂-Y₂O₃

ZrO₂-Y₂O₃

ZrO₂-Y₂O₃

لون

أبيض

أبيض

أبيض

أصفر

أزرق

كثافة

جم/سم3

6.00

6.03

6.04

5.70

6.03

قوة العاطفة

MPa

900

950

1100

450

1100

قوة ضاغطة

MPa

2100

2200

2300

1600

2300

معامل مرن

المعدل التراكمي

200

210

220

210

220

صلابة الكسر

ميجاباسكال·م¹/²

9.0

9.0

5.5

7.0

نسبة بواسون

0.3

0.3

0.3

0.3

0.3

صلابة (HRA)

HRA

89

90

90

88

90

صلابة فيكرز

HV1

1250

1450

1450

1240

1450

معامل التمدد الحراري

10⁻⁶/ك

10

10

10

10

الموصلية الحرارية

ث/(م·ك)

3

3

3

3

3

مقاومة الصدمات الحرارية

ΔT درجة مئوية

400

400

400

400

ماكس استخدام درجة الحرارة (أكسدة)

درجة مئوية

1000

1000

1000

850

1000

ماكس استخدام درجة الحرارة (تخفيض/خامل)

درجة مئوية

1000

1000

1000

850

1000

مقاومة الحجم (20درجة مئوية)

أوه · سم

10¹³

10¹²

10¹²

5×10¹³

10¹²

قوة عازلة

كيلو فولت / مم

19

15

17

19

17

ثابت العزل الكهربائي (1ميغاهيرتز)

28

30

30

27

30

فقدان العزل الكهربائي (تانδ)

2×10⁻³

2×10⁻³

2×10⁻³

2×10⁻³ (1غيغاهيرتز)

2×10⁻³

How Are Zirconia Ceramics Manufactured?

كيف يتم تصنيع سيراميك الألومينا؟

Applications of Zirconia Ceramics

الأسئلة المتداولة حول سيراميك الألومينا

يتم تقدير سيراميك الزركونيا لقوته العالية وصلابة الكسر.
بالمقارنة مع معظم السيراميك التقنية, فهو أكثر مقاومة للتشقق والتأثير.
وهذا يجعلها مناسبة للتطبيقات التي تكون فيها الموثوقية الميكانيكية أمرًا بالغ الأهمية.

يتمتع سيراميك الزركونيا عمومًا بصلابة أعلى للكسر من سيراميك الألومينا, مما يعني أنها أقل هشاشة تحت الضغط الميكانيكي.
الألومينا, لكن, قد توفر مقاومة أفضل للتآكل واستقرارًا حراريًا في ظروف معينة.
يعتمد الخيار الأفضل على كيفية فشل المكون في التشغيل الحقيقي.

الزركونيا المستقرة بالإيتريا هي أكسيد الزركونيوم مع أكسيد الإيتريوم.
يعمل هذا التثبيت على تحسين استقرار المرحلة والمتانة.
إنها تسمح للمادة بالحفاظ على قوتها تحت الحمل والضغط الحراري.

يعمل سيراميك الزركونيا بشكل جيد في درجات الحرارة المرتفعة وله موصلية حرارية منخفضة.
غالبًا ما يستخدم عندما يكون العزل الحراري أو الاستقرار الحراري مطلوبًا.
للتعرض طويل الأمد أو ركوب الدراجات الحرارية السريعة, وينبغي تقييم حدود التشغيل بعناية.

يمكن استخدام سيراميك الزركونيا في تطبيقات التآكل, خاصة عندما تكون مقاومة التأثير مهمة.
لظروف التآكل الكاشطة النقية, السيراميك الأخرى مثل الألومينا أو كربيد السيليكون
قد يقدم أداءً أفضل اعتمادًا على تصميم النظام.

يظهر سيراميك الزركونيا مقاومة ممتازة لمعظم الأحماض, القلويات, والمواد الكيميائية الصناعية.
وهذا يجعلها مناسبة للمعالجة الكيميائية وبيئات التشغيل المسببة للتآكل
حيث قد تفشل المكونات المعدنية بسرعة.

نعم. يمكن تخصيص مكونات سيراميك الزركونيا في درجة المواد, مقاس, شكل,
الانتهاء من السطح, والتسامح.
يساعد التخصيص على ضمان الملاءمة المناسبة والأداء المستقر في ظل ظروف تشغيل محددة.

هاتف. بريد إلكتروني محادثة